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正確運用激光干涉儀提高數控機床定位精度

發布時間：2017/6/23 8:55:39 來源：鑫泰科技發布者：manni123

數控機床在運行過程中，其定位精度會產生一定誤差，正確地運用激光干涉儀，并進行全面科學地分析，可有效提高數控機床的定位精度。

　　隨著數控機床應用的普及，采用激光干涉儀對數控機床進行定位精度檢測已經成為目前公認的高效、高精度的檢測方法。不同的機床使用激光干涉儀檢測的精度曲線會有所相同，因此就需要對不同的測試結果給予全面而科學地分析。下面對數控機床定位精度常見誤差曲線進行分析，并與大家共同探討有效的解決方案。

　　1、負坡度

　　負坡度曲線向外運行和向內運行兩個測試均出現向下的坡度。在整個軸線長度上，誤差呈線性負增加，這表示激光系統測量的距離短于機床位置反饋系統指示的距離。出現負坡度的可能原因有以下兩種：(1)光束準直調整不正確。如果軸線短于1m則可能是材料熱膨脹補償系數不正確、材料溫度測量不正確或者波長補償不正確。(2)俯仰和扭擺造成阿貝偏置誤差、機床線性誤差。

　　針對以上問題，可采取的措施有：如果軸線行程很短，檢查激光的準直情況；檢查EC10和測量頭是否已連接并有反應；檢查輸入的手動環境數據是否正確；檢查材料傳感器是否正確定位以及輸入的膨脹系數是否正確；使用角度光學鏡組重新做一次測量，檢查機床的俯仰和扭擺誤差。

　　2、正坡度

　　正坡度曲線是指在整個軸線長度上，誤差呈線性正遞增。這種現象的產生有以下可能：(1)材料熱膨脹補償系數不正確、材料溫度測量不正確或者波長補償不正確。(2)俯仰和扭擺造成阿貝偏置誤差、機床的線性誤差。

　　針對這些問題，可采取以下措施：檢查EC10和傳感器是否已連接并有反應，或者檢查輸入的手動環境數據是否正確；檢查材料傳感器是否正確定位以及輸入的膨脹系數是否正確；使用角度光學鏡組重新做一次測量，檢查機床的俯仰和扭擺誤差。

　　3、周期性曲線

　　周期性曲線是整個軸線長度上的重復周期誤差。沿軸的俯仰保持不變，但幅度可能變化。導致周期性曲線的可能原因主要是機床方面的問題，如絲杠或傳動系統故障、編碼器問題或故障、長型門式機床軌道的軸線直線度。

　　針對以上問題建議采用很小的采樣點間隔在一個俯仰周期上再測量一次，確認俯仰誤差。作為一項指導原則，如果你要檢查的是機床某元件的周期性影響，可將采樣間隔設為預期周期性俯仰的1/8，然后通過比較機床絲杠的螺距、齒條的齒距、編碼器、分解器或球柵尺俯仰、長型門式軌道的支撐點之間的距離等來確認可能的誤差來源。例如，如果誤差周期是20mm，查閱機床手冊我們發現絲杠的導距也是20mm，很顯然誤差可能與絲杠旋轉問題有關，絲杠可能在最近的一次維修或機床移動時被弄彎了，或者絲杠偏心旋轉。

　　4、偏移

　　偏移是指去程和回程兩次測試之間具有不變的垂直偏移。產生偏移曲線的可能原因主要是機床方面的問題，如反向間隙未補償或不當補償、車架與導軌之間存在間隙(松動)等。

　　針對以上問題可采取以下解決措施：絲杠/滾珠絲桿驅動裝置；檢查球狀螺母或絲杠是否磨損；檢查絲杠軸承的端部浮動情況；使用角度光學鏡組檢查軸線反轉時的車架角度間隙；檢查控制器內設置的反向間隙補償是否正確；機架和小齒驅動裝置；檢查牙是否正確嚙合；檢查齒輪箱是否磨損和線性編碼器系統的狀況。

　　5、燕尾狀

　　圖1為在去程測試中出現向下的坡度的情況，回程測試為去程測試的鏡像，去程和回程測試之間的偏差(或滯后或反向間隙)隨軸線離開受驅動端而逐漸提高。產生燕尾狀的可能原因主要是機床方面的問題，如滾珠絲杠扭轉、導軌太緊、使用的誤差補償值不正確等。

　　針對以上問題，有以下建議：檢查絲杠和導軌潤滑；檢查在垂直軸上的平衡作用；檢查并調節導軌夾條；檢查導軌蓋是否咬著及檢查控制器補償。

　　6、正反向交叉線

　　正反向交叉線是指正向(向外)運行產生負坡度，而反向(向內)運行則產生正坡度。這是絲杠扭轉的一個特殊例子，其中，單向線性誤差補償和單反向值已在控制器中設置。

　　針對這些問題可采取：檢查絲杠和導軌潤滑；檢查在垂直軸上的平衡作用；檢查并調節導軌夾條；檢查導軌蓋是否咬著；檢查控制器補償。鑫泰數控加工中心機器人龍門

　　如果用戶計劃在軸線中間位置完成大部分的工作，則當前補償可認為是最佳的解決方法，因為它將最大誤差分布在軸線端部，而最小的誤差則在中間位置。刪除誤差補償將產生燕尾狀圖形。

數控機床, 干涉儀, 激光

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